(57)【要約】【課題】従来技術の更なる改善として、回折光学素子自体が有する色収差を減ずる効果及び非球面レンズ的な効果を、回折光学素子内の他の光学要素で夫々分担させることで、不要回折光によるフレアを抑制できるように、回折光学部の回折面における屈折力を緩和させた光学系および光学素子を提供する。【解決手段】複数の回折格子を積層して成る回折光学部および異常部分分散特性を有する固体材料を備える屈折光学部を接合した光学素子であって、屈折光学部は、回折光学部と接合されていない光学面が空気に面した非球面形状であることを特徴とする。【選択図】図１
2013064858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に前群、開口絞り、後群を有し、かつ、前記前群は、物体側から順に、複数の回折格子を積層して成る回折光学部および色収差を低減するために異常部分分散特性を有する固体材料を備える屈折光学部を接合した光学素子、フォーカシング部を備える光学系であって、
前記屈折光学部は、前記回折光学部と接合されていない光学面が空気に面した非球面形状であることを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記回折光学部は、以下の条件式（１）を満足する位置に配置され、かつ以下の条件式（２）を満足する屈折力を備え、
前記屈折光学部は、以下の条件式（３）および（４）を満足する前記固体材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
０．５＜｜ｈ｜＜１．０−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１）
０．０１＜｜ｆ／ｆｄｏｅ｜＜０．１−−−−−−−−−−−−−−−（２）
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋０．７２７８）とした時
０．０２＜ΔθｇＦ＜０．２５−−−−−−−−−−−−−−−−−−（３）
１０＜νｄ＜４０−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（４）
ここで、ｈは光学系の光軸と平行に光軸からの高さ１で入射させた軸上近軸光線の回折光学素子の回折光学部における回折面を通過する際の光軸からの高さ、ｆは光学系全系の焦点距離、ｆｄｏｅは回折光学素子の回折光学部の回折面における焦点距離、νｄはνｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される固体材料のアッベ数、θｇＦはθｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される固体材料の部分分散比、ΔθｇＦは上式で表される異常部分分散比を各々表している。
【請求項３】
前記非球面形状は、以下の条件式（５）を満足していることを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
Δｄｂ＝（（１／Ｒ）＊ｒ２／（１＋√（１−（１＋ｋ）＊（ｒ／Ｒ）２））＋Ｂ＊ｒ４＋Ｃ＊ｒ６＋Ｄ＊ｒ８＋Ｅ＊ｒ１０＋…）-（（１／Ｒ）＊ｒ２／（１＋√（１−（ｒ／Ｒ）２））とした時
０．０３＜｜Δｄｂ＿ｍａｘ／ｄａｎｍ｜＜０．３０−−−−−−−−（５）
ここで、Ｒは近軸曲率半径、ｒは光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｋは円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…は各次数の非球面係数とした際、Δｄｂは上式で定義される非球面成分量を、Δｄｂ＿ｍａｘはΔｄｂで定義される非球面形状を設けた光学面において、その光学面を通過する光線の有効半径内での最大非球面成分量を、ｄａｎｍは回折光学素子の屈折光学部の光軸上での厚さを各々表している。
【請求項４】
前記屈折光学部の焦点距離をｆａｎｍとした際、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の光学系。
０．２＜｜ｆａｎｍ／ｆ｜＜５．０−−−−−−−−−−−−−−−  （６）
【請求項５】
前記回折光学部は、２種類の分散の異なる材料から成る回折格子１、２を互いの格子面で密着接合しているとともに、フラウンホーファー線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線の波長をλｇ、λＦ、λｄ、λＣ、回折格子１、２のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線の波長における屈折率をｎ１ｇ、ｎ２ｇ、ｎ１Ｆ、ｎ２Ｆ、ｎ１ｄ、ｎ２ｄ、ｎ１Ｃ、ｎ２Ｃ、回折格子の格子厚をｄｈ、回折格子の格子ピッチをＰ、設計次数近傍のＭ次の回折光に対する回折格子の凸部と凹部での光路長の差を各波長で除した値を、各々Ｍ（λｇ）＝｛ｄｈ×（ｎ１ｇ−ｎ２ｇ）｝／λｇ、Ｍ（λＦ）＝｛ｄｈ×（ｎ１Ｆ−ｎ２Ｆ）｝／λＦ、Ｍ（λｄ）＝｛ｄｈ×（ｎ１ｄ−ｎ２ｄ）｝／λｄ、Ｍ（λＣ）＝｛ｄｈ×（ｎ１Ｃ−ｎ２Ｃ）｝／λＣとした際、以下の条件式（７）乃至（１５）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の光学系。
１．５≦ｎ１ｄ≦１．８−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（７）
４０≦νｄ１＝（ｎ１ｄ＊１）／（ｎ１Ｆ＊ｎ１Ｃ）≦８０−−−−−−（８）
θ１ｇＦ＝（ｎ１ｇ＊ｎ１Ｆ）／（ｎ１Ｆ＊ｎ１Ｃ）とし、Δθ１ｇＦ＝θ１ｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ１３＋５．２１３×１０−５×νｄ１２−５．６５６×１０−３×νｄ１＋０．７２７８）とした時
−０．０５＜Δθ１ｇＦ＜０．０５−−−−−−−−−−−−−−−−（９）
１．３≦ｎ２ｄ≦１．６−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１０）
５≦νｄ２＝（ｎ２ｄ＊１）／（ｎ２Ｆ＊ｎ２Ｃ）≦３０−−−−−−−（１１）
θ２ｇＦ＝（ｎ２ｇ＊ｎ２Ｆ）／（ｎ２Ｆ＊ｎ２Ｃ）とし、Δθ２ｇＦ＝θ２ｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ２３＋５．２１３×１０−５×νｄ２２−５．６５６×１０−３×νｄ２＋０．７２７８）とした時
−０．５０＜Δθ２ｇＦ＜−０．０２−−−−−−−−−−−−−−−（１２）
０．０１＜ｎ１ｄ＊ｎ２ｄ＜０．５−−−−−−−−−−−−−−−−−（１３）
０．０１＜ｄｈ／ｐ≦０．１−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１４）
０．９２≦｛Ｍ（λｇ）＋Ｍ（λＦ）＋Ｍ（λｄ）＋Ｍ（λＣ）｝／（４＊Ｍ）≦１．０８        −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１５）
【請求項６】
前記回折光学部において、回折格子１は樹脂材料又はＡｌ、Ｚｒ、Ｙ及びその酸化物、複合物、混合物のいずれかの無機微粒子を含んだ樹脂材料から成り、回折格子２は樹脂材料又はＩＴＯやＴｉ、Ｎｒ、Ｃｒ及びその酸化物、複合物、混合物のいずれかの無機微粒子を含んだ樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
前記光学素子は、型を用いて成形されており、ガラス基板上に回折格子１を成形し、前記成形された回折格子１を覆うように回折格子２を成形することにより前記回折光学部を形成し、前記回折光学部のガラス基板側ではない光学面に屈折光学部を成形することを特徴とする請求項５に記載の光学系。
【請求項８】
複数の回折格子を積層して成る回折光学部および異常部分分散特性を有する固体材料を備える屈折光学部を接合した光学素子であって、
前記屈折光学部は、前記回折光学部と接合されていない光学面が空気に面した非球面形状であることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
前記屈折光学部は、以下の条件式（３）および（４）を満足する前記固体材料から成ることを特徴とする請求項８に記載の光学素子。
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋０．７２７８）とした時
０．０２＜ΔθｇＦ＜０．２５−−−−−−−−−−−−−−−−−−（３）
１０＜νｄ＜４０−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（４）
ここで、νｄはνｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される固体材料のアッベ数、θｇＦはθｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される固体材料の部分分散比、ΔθｇＦは上式で表される異常部分分散比を各々表している。
【請求項１０】
前記非球面形状は、以下の条件式（５）を満足していることを特徴とする請求項８または９に記載の光学素子。
Δｄｂ＝（（１／Ｒ）＊ｒ２／（１＋√（１−（１＋ｋ）＊（ｒ／Ｒ）２））＋Ｂ＊ｒ４＋Ｃ＊ｒ６＋Ｄ＊ｒ８＋Ｅ＊ｒ１０＋…）-（１／Ｒ）＊ｒ２／（１＋√（１−（ｒ／Ｒ）２））とした時
０．０３＜｜Δｄｂ＿ｍａｘ／ｄａｎｍ｜＜０．３０−−−−−−−−（５）
ここで、Ｒは近軸曲率半径、ｒは光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｋは円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…は各次数の非球面係数とした際、Δｄｂは上式で定義される非球面成分量を、Δｄｂ＿ｍａｘはΔｄｂで定義される非球面形状を設けた光学面において、その光学面を通過する光線の有効半径内での最大非球面成分量を、ｄａｎｍは回折光学素子の屈折光学部の光軸上での厚さを各々表している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折光学素子およびこれを用いた光学系に関し、例えば銀塩写真用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮影光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる光学系では、レンズ全長を短縮し光学系全体の小型軽量化を図る程、諸収差、特に軸上及び倍率色収差が劣化し、光学性能が低下する傾向にある。特にレンズ全長の短縮化を図ったテレフォトタイプの光学系では、焦点距離が長くなる程、色収差が劣化する傾向にある。
【０００３】
このような色収差の発生を低減する方法として、光学材料に異常部分分散材料を用いる方法、光路中に回折光学素子を用いる方法が知られている（特許文献１）。前者の異常部分分散材料に関しては、通常の光学ガラスが、アッベ数を横軸にとる一方で、以下に示す部分分散比を縦軸にとったグラフに関して、ある直線上に乗る性質がある（正常部分分散）ところ、直線上に乗らない性質のものをいう。ここで、部分分散比とは、光学材料の基準となる２つの波長（例えばフラウンホーファー線のＦ線とＣ線）での屈折率の差（主分散）に対する、他の２つの波長の屈折率の差（部分分散）の比である。
【０００４】
また、後者の回折光学素子に関しては、回折作用を有する回折格子による異なる波長光の出射角度関係が、屈折作用を有する光学面による出射角度関係と逆となることで色収差を減じるものである。この回折光学素子は、その周期的構造の周期を変化させることで非球面レンズ的な効果を持たせることが知られる（特許文献２）。
【０００５】
なお、特許文献１では、前述した異常部分分散を有する屈折光学部と、複数の回折格子を積層して成る回折光学部を接合させた光学素子および光学系が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５５５号公報
【特許文献２】特開２００２−７２０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回折光学素子を用いた光学系において、素子自体が有する色収差を減ずる効果及び非球面レンズ的な効果を強め過ぎると、回折光学部の回折面における屈折力が強くなり過ぎ、設計回折次数以外の不要回折光によるフレアの増大が問題となる。本発明は従来技術の更なる改善として、回折光学素子の色収差を減ずる効果と非球面レンズ的な効果を、回折光学素子内の他の光学要素で夫々分担させる。これにより、不要回折光によるフレアを抑制できるように、回折光学部の回折面における屈折力を緩和させた光学系および光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、物体側から順に前群、開口絞り、後群を有し、かつ、前記前群は、物体側から順に、複数の回折格子を積層して成る回折光学部および色収差を低減するために異常部分分散特性を有する固体材料を備える屈折光学部を接合した光学素子、フォーカシング部を備える光学系であって、前記屈折光学部は、前記回折光学部と接合されていない光学面が空気に面した非球面形状であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、複数の回折格子を積層して成る回折光学部および異常部分分散特性を有する固体材料を備える屈折光学部を接合した光学素子であって、前記屈折光学部は、前記回折光学部と接合されていない光学面が空気に面した非球面形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回折光学素子の色収差を減ずる効果と非球面レンズ的な効果を、回折光学素子内の他の光学要素で夫々分担させることで、回折光学部の回折面における屈折力を緩和させ、不要回折光によるフレアを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光学系の断面図、（ｂ）は第１の実施形態に係る回折光学素子の拡大図である。
【図２】第１の実施形態における物体無限遠時の収差図である。
【図３】第１の実施形態における近軸光線追跡を説明する図である。
【図４】一般的なテレフォトタイプ光学系の光学作用を説明するための近軸配置概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る屈折光学部を形成する固体材料の屈折率特性（θｇＦ−νｄ  特性）を示すグラフ図である。
【図６】撮影画角外光による不要回折次数のフレアを説明するための簡略図である。
【図７】回折光学素子の不要回折次数の回折効率を表すグラフ図である。
【図８】第１の実施形態における素子部の非球面成分量を表すグラフ図である。
【図９】回折光学部の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図である。
【図１０】回折光学部を構成する材料の屈折率特性（ｎｄ−νｄ特性）を示すグラフ図である。
【図１１】回折光学部を構成する材料の屈折率特性（θｇＦ−νｄ特性）を示すグラフ図である。
【図１２】回折光学部を構成する材料の屈折率波長依存特性を示すグラフ図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る回折光学素子の作製法を説明する図である。
【図１４】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る光学系の断面図、（ｂ）は第２の実施形態に係る回折光学素子の拡大図である。
【図１５】第２の実施形態における物体無限遠時の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《第１の実施形態》
（光学系の全体構成）
本実施形態の光学系は、超望遠レンズ（焦点距離４００ｍｍ、Ｆｎｏ４．０）であり、図１（ａ）に物体距離無限遠におけるレンズ断面図を示している。図１（ａ）において、ＬＦは正の屈折力の前群、ＬＲは正の屈折力の後群、Ｓは開口絞りである。開口絞りＳは、前群ＬＦと後群ＬＲの間に配置されている。またＯは光軸を、ＩＰは像面を、Ｇは水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のガラスブロックを表している。本実施形態に係る回折光学素子Ｌｄａｍは、物体側から数えて２番目のレンズであり、その素子構成の詳細については後述する。
【００１４】
また無限物点から至近距離物点へのフォーカシングは、フォーカシング部として前群ＬＦ中の最も像面側にある接合レンズＬｆｏを像面側へ移動させて行っている。更に後群ＬＲ中のレンズユニット（ＬＩＳ）を光軸Ｏと略垂直方向に移動させることにより、手ぶれ等による画像のぶれを補正することが可能である。
【００１５】
（回折光学素子の構成）
ここで、回折光学素子Ｌｄａｍの素子構成について、図１（ｂ）を用いて説明する。図１（ｂ）は、本実施形態に係る光学系において、物体側から数えて２番目のレンズＬｄａｍを、説明し易くするため適当な縮尺で拡大した説明図である。特に、回折光学部１０２及び屈折光学部１０３の光軸上での厚さｄｄｏｅ、ｄａｎｍと回折光学部の光軸Ｏに対し垂直方向に形成された回折格子の形状は、かなりデフォルメされている。またΔｄｂは非球面成分量で、Ｐは回折光学部１０２の回折面における格子ピッチ、ｄｈは格子厚である。
【００１６】
図１（ｂ）より、回折光学素子Ｌｄａｍ（１０１）の素子構成は、物体側（図１（ｂ）の紙面左側）から順にガラス基板１０４、回折面を有する回折光学部１０２、異常部分分散を有する固体材料から成る屈折光学部１０３であり、各々の部分が密着接合されている。また屈折光学部１０３の像面側（図１（ｂ）の紙面右側）の光学面は空気に面しているとともに、非球面形状をなしている。
【００１７】
（光学系の収差図）
本実施形態に係る光学系の物体距離無限遠における収差図を図２に示す。図２の球面収差において、実線はｄ線、二点鎖線はｇ線、一点鎖線はＣ線、点線はＦ線を各々表している。また非点収差においては、実線はｄ線のサジタル光線（ΔＳ）、点線はｄ線のメリディオナル光線（ΔＭ）、一点鎖線はｇ線のサジタル光線（ΔＳｇ）、二点鎖線はｇ線のメリディオナル光線（ΔＭｇ）を各々表している。更に倍率色収差においては、二点鎖線はｇ線、一点鎖線はＣ線、点線はＦ線を各々表している。
【００１８】
（光学系のレンズ構成）
ここで、本実施形態のレンズ構成を更に詳細に説明する。本実施形態では回折光学素子１０１を開口絞りＳより物体側で、以下の条件式（１）を満足する位置に配置している。また回折光学素子１０１は、以下の条件式（２）を満足するとともに、２種類の分散の異なる材料から成る２つの回折格子を互いの格子面で密着積層して成る回折光学部１０２を有している。
【００１９】
回折光学部１０２の光入出射面の内いずれか一方に、回折光学部１０２を構成する材料とは異なる材料で且つ以下の条件式（３）、（４）を満足する固体材料から成る屈折作用を有する屈折光学部１０３を密着接合している。屈折光学部１０３の回折光学部と密着接合されていない光学面１０５は、空気に面しているとともに非球面形状からなっていることを特徴としている。
【００２０】
０．５  ＜  ｜  ｈ  ｜  ＜  １．０    −−−−−−−−−−−−−−−−−（１）
０．０１  ＜  ｜  ｆ  ／  ｆｄｏｅ  ｜  ＜  ０．１    −−−−−−−−−（２）
ΔθｇＦ  ＝  θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋０．７２７８）とした時
０．０２  ＜  ΔθｇＦ  ＜  ０．２５  −−−−−−−−−−−−−−−−−−（３）
１０  ＜  νｄ  ＜  ４０  −−−−−−−−−−−−−−−−−−（４）
ここで、ｈは光学系の光軸と平行に光軸からの高さ１で入射させた軸上近軸光線の回折光学素子の回折面を通過する際の光軸からの高さである。ｆは光学系全系の焦点距離、ｆｄｏｅは回折光学素子の回折光学部の回折面における焦点距離である。νｄはνｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される固体材料のアッベ数、θｇＦはθｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される固体材料の部分分散比、ΔθｇＦは上式で表される異常部分分散比を各々表している。
【００２１】
説明の都合上、先ず回折光学素子の屈折光学部１０３に用いた条件式（３）、（４）を満足する固体材料について説明する。条件式（３）、（４）は、回折光学素子の屈折光学部１０３に用いた固体材料の材料特性の範囲を規定する条件式である。その関係をグラフ化したのが、図５であり、横軸にアッベ数νｄ、縦軸にθｇＦをとってある。図５より、条件式（３）、（４）を満足する範囲にある固体材料は、一般のガラスに比べて高分散（νｄの値が小）で高部分分散（θｇＦの値が大）であることが分かる。
【００２２】
因みに、本実施形態で用いた固体材料の材料物性値は、（ｎｄ、νｄ、θｇＦ）＝（１．６３６、２２．７、０．６９）であり、図５中にプロットしてある。しかし、条件式（３）、（４）の範囲にあれば、これに限るものではない。ここで、固体材料の材料特性が高分散（νｄの値が小）で高部分分散（θｇＦの値が大）であることが好ましい理由について説明する。一般的に、屈折レンズの面の屈折力変化をΔψ、アッベ数をν、軸上近軸光線及び瞳近軸光線がレンズ面を通過する光軸からの高さをそれぞれｈ、ｈｂとすると、そのレンズ面での軸上色収差係数の変化ΔＬと倍率色収差係数の変化△Ｔは、次のように表せる。
【００２３】
ΔＬ  ＝  ｈ２＊Δψ／ν    ―――――――――（ａ）
ΔＴ  ＝  ｈ＊ｈｂ＊Δψ／ν  ―――――――――（ｂ）
式（ａ）及び式（ｂ）から明らかな通り、レンズ面の屈折力変化に対する各収差係数の変化は、アッベ数の絶対値が小さい（すなわち高分散）ほど大きくなる。従って、アッベ数の絶対値が小さい高分散材料を用いれば、必要な色収差補正量を得るための屈折力変化量は小さくて済むことになる。このことは収差論上、球面収差、コマ収差や非点収差などに大きな影響を及ぼすことなく色収差をコントロールでき、色収差補正の独立性が高まることを意味する。
【００２４】
逆に、低分散材料を用いると、必要な色収差補正量を得るための屈折力変化量は大きくなり、それに伴って球面収差などの諸収差が大きく変化し、色収差補正の独立性が弱まることになる。従って、光学系を構成するレンズの内、少なくとも１つのレンズは、高分散材料で形成された屈折レンズであることが収差補正上重要である。
【００２５】
次に、高分散であることを踏まえ、高部分分散比の光学材料が、光学系の収差補正に及ぼす作用について説明する。光学材料の屈折率の波長依存特性（分散特性）において、アッベ数は分散特性曲線の全体の傾きを表し、部分分散比は分散特性曲線の曲がり具合を表すものであることは周知の通りである。一般的に光学材料は、短波長側の屈折率が長波長側の屈折率よりも高く（アッベ数が正の値）、分散特性曲線は下に凸（部分分散比が正の値）を描き、短波長側になるほど波長の変化に対する屈折率の変化は大きくなる。
【００２６】
そして、アッベ数の小さい高分散な光学材料ほど部分分散比が大きくなり、分散特性曲線は下に凸が強まる傾向にある。部分分散比が大きな光学材料では、その材料を用いたレンズ面の色収差係数の波長依存特性曲線は、部分分散比が小さな光学材料を用いた場合に比べて短波長側でより大きな曲がりを示す。このとき、色収差をコントロールするためにレンズ面の屈折力を変化させると、色収差係数波長特性曲線は、設計基準波長の位置を回転中心として全体の傾きが変化する。
【００２７】
この変化は、部分分散比が大きい材料では部分分散比が小さい材料に比べて、特に短波長側の動きが大きくなり、大きく曲がり量を変化させながら全体の傾きが変化することになる。そのため、他の屈折系部分のガラスを変更しても色収差係数波長依存特性曲線において全体の傾きと曲がりの双方でキャンセルする構成とすることが難しくなり、波長域全体で色収差を補正することができなくなってくる。そこで普通の硝材に比べて短波長側の曲がり成分を減らすことのできる低部分分散比の材料を適切に用いて色収差を補正することができる。
【００２８】
しかし短波長側の色収差を減らすという観点では、高部分分散比の材料を低部分分散比の材料とは逆の屈折力で用いてやれば、同様なことが可能であると考えられる。即ち、高部分分散比の材料を逆の屈折力で用いることで、光学系における他の屈折光学系で発生した色収差波長依存特性曲線全体の曲がり成分と傾きを、各々独立に同時にキャンセルさせればよい。
【００２９】
以上をまとめると、光学系の色収差補正において、固体材料の材料特性が高分散（νｄの値が小）で高部分分散（θｇＦの値が大）であることが有効であることが説明できた。
【００３０】
前記条件式（３）において、上限値を超えると、そのような特性を有する材料が存在しなくなるので、好ましくない。一方、下限値を超えると、前記固体材料の材料特性が、所望の色収差に補正するには不十分な特性になってしまうので、好ましくない。
【００３１】
更に好ましくは、固体材料の材料特性の範囲を以下の通りにすれば、色収差補正及び後述する回折光学素子の回折面の屈折力を弱めることができるので好ましい。
【００３２】
０．０２＜ΔθｇＦ＜０．１５−−−−−−−−−−−−（３−ａ）
１５＜νｄ＜３０−−−−−−−−−−−−−−−−−−（４−ａ）
以上、光学系の回折光学素子の屈折光学部に用いる固体材料の材料特性の範囲について説明した。
【００３３】
（回折光学素子と軸上及び倍率色収差）
次に、本発明の対象となるテレフォトタイプの光学系の色収差を補正する際に、必要となる回折光学素子に必要となる条件について、軸上及び倍率色収差係数の観点から説明する。図４は、一般的なテレフォトタイプ光学系の作用を説明する為の近軸配置概略図である。Ｇｐ、Ｇｎは、各々テレフォトタイプ光学系を構成する正の屈折力の前群と負の屈折力の後群であり、Ｇｄａｍは回折光学素子である。問題を簡単にするために、Ｇｐ、Ｇｎを構成するレンズは全て薄肉単レンズとし、Ｇｐ、Ｇｎ内にそれぞれレンズ間隔０で光軸上に配置されているものとする。
【００３４】
また、Ｇｄａｍも薄肉単レンズとし、レンズ間隔０で光軸Ｏ上に配置されるものとする。Ｑは軸上近軸光線、Ｒは瞳近軸光線であり、Ｐは瞳近軸光線と光軸Ｏとの交点である。
まず、回折光学素子Ｇｄａｍを導入する前の光学系について考える。ＧｐとＧｎについて軸上色収差係数（Ｌ）及び倍率色収差係数（Ｔ）の式を立てると、
【００３５】
【数１】
2013064858.tif 000003
【００３６】
となる。但し、
νＧｐｉ（λ）＝｛ＮＧｐｉ（λ０）−１｝／｛ＮＧｐｉ（λ）−ＮＧｐｉ（λ０）｝
νＧｎｉ（λ）＝｛ＮＧｎｊ（λ０）−１｝／｛ＮＧｎｊ（λ）−ＮＧｎｊ（λ０）｝
ここで、
φＧｐｉ：  前群Ｇｐを構成する各薄肉単レンズの屈折力
φＧｎｉ：  後群Ｇｎを構成する各薄肉単レンズの屈折力
νＧｐｉ：  前群Ｇｐを構成する各薄肉単レンズのアッべ数
νＧｎｉ：  後群Ｇｎを構成する各薄肉単レンズのアッべ数
ｈＧｐ    ：  前群Ｇｐへ入射する軸上近軸光線の高さ
ｈＧｎ    ：  後群Ｇｎへ入射する軸上近軸光線の高さ
ＨＧｐ    ：  前群Ｇｐへ入射する瞳近軸光線の高さ
ＨＧｎ    ：  後群Ｇｎへ入射する瞳近軸光線の高さ
ＮＧｐｉ：  前群Ｇｐを構成する、各薄肉単レンズの屈折率
ＮＧｎｊ：  後群Ｇｎを構成する、各薄肉単レンズの屈折率
λ：  任意波長
λ０：  設計波長
である。
【００３７】
通常テレフォトタイプの光学系では、式（ｃ）の軸上色収差係数波長依存特性において、第１項の前群Ｇｐの軸上色収差係数波長依存特性は、全体の傾きが負で、上に比較的強い凸の傾向を示す。一方、第２項の後群Ｇｎの軸上色収差係数波長依存特性は、全体の傾きが正で、下に凸の傾向を示し、結果的に全系として前群Ｇｐの特性がやや残り、全体の傾きが負で、上に凸の軸上色収差係数波長依存特性を示す。
【００３８】
（回折光学素子の符号と導入位置）
（軸上色収差の補正）
次に、この状態から、軸上色収差を補正する為の回折光学素子Ｇｄａｍの符号と導入位置について考えるにあたり、軸上色収差の補正について述べる。導入する回折光学素子Ｇｄａｍは、回折面を含む回折光学部Ｇｄｏｅと前記高部分分散特性を有した屈折光学部Ｇａｎｍの成分で構成されているので、それらの軸上色収差係数を、
ＬＧｄａｍ（λ）＝ｈＧｄｏｅ２（λ０）φＧｄｏｅ（λ０）／νＧｄｏｅ（λ）＋ｈＧａｎｍ２（λ０）φＧａｎｍ（λ０）／νＧａｎｍ（λ）      −−−−−−（ｅ）
とする。
但し、
νＧｄｏｅ（λ）＝−３．４５３
νＧａｎｍ（λ）＝｛ＮＧａｎｍ（λ０）−１｝／｛ＮＧａｎｍ（λ）−ＮＧａｎｍ（λ０）｝
である。
【００３９】
（ｅ）式において、右辺の第１項は回折光学素子の回折光学部Ｇｄｏｅの軸上色収差係数を、右辺の第２項は回折光学素子の屈折光学部Ｇａｎｍの軸上色収差係数を各々表している。まず、前記（ｅ）式より、回折光学素子の回折光学部（右辺の第１項）は、νＧｄｏｅ（λ）＝−３．４５３の定数となるため波長によらない一定の直線となる。またその傾きは、通常の一般ガラスのアッベ数が正であるの対し負の値をとるため、逆となる。
【００４０】
従って、回折光学部Ｇｄｏｅの軸上色収差係数波長依存特性は、φＧｄｏｅ（λ０）＞０で、全体の傾きが正の直線、φＧｄｏｅ（λ０）＜０で、全体の傾きが負の直線となる。従って、（ｃ）式の回折光学素子を除いた光学系において、軸上色収差係数波長依存特性曲線の全体の傾き成分をキャンセルする為には、φＧｄｏｅ（λ０）＞０が必要となる。一方、回折光学素子の屈折光学部Ｇａｎｍ（右辺の第２項）は、１／νＧａｎｍ（λ）に屈折光学部Ｇａｎｍの分散特性ＮＧａｎｍ（λ）の傾きと曲がり成分の傾向がそのまま反映される。
【００４１】
従って、屈折光学部Ｇａｎｍの軸上色収差係数波長依存特性は、φＧａｎｍ（λ０）＞０で、全体の傾きが負で、下に凸の曲線となり、φＧａｎｍ（λ０）＜０で、全体の傾きが正で、上に凸の曲線となる。従って、前記（ｃ）式の回折光学素子を除いた光学系において、軸上色収差係数波長依存特性曲線の全体の傾き成分をキャンセルする為には、通常φＧｄｏｅ（λ０）＜０が必要となる。このとき、曲がり成分に関しては助長する方向となるが、前群ＬＦを構成する正レンズを高分散寄り（分散特性の曲がりが大きい）硝材、負レンズを低分散寄り（分散特性の曲がりが小さい）硝材とすればよい。
【００４２】
これにより、回折光学素子を除いた全系の軸上色収差波長依存特性曲線を大きな負の傾きを持った下に凸の曲線とすることで解決できる。硝材の変更で大きくずれた全体の傾きは、再度回折光学素子Ｇｄａｍの屈折力φＧｄａｍ（λ０）を負の方向へ変位させれば良い。結果的に、全体の傾き成分と曲がり成分の双方で良好に補正された軸上色収差係数波長依存特性が、得られることになる。
【００４３】
回折光学素子Ｇｄａｍの導入位置に関しては、ｈＧｐ＞ｈＧｎよりｈＧｐ２＞＞ｈＧｎ２であるから、Ｇｄａｍが比較的小さな屈折力となり、且つ色収差補正時の屈折力の変位量が比較的小さくて済む前群ＬＦ、中でもより物体側に位置する箇所が良い。それによって、色収差の独立補正性が高まると共に、Ｇｄａｍに比較的線形性の高い軸上色収差係数波長依存特性曲線を与えることができる。即ち、色収差補正時を含めＧｄａｍが助長する軸上色収差係数波長依存特性曲線の上に凸の曲がり成分を減らすことが可能となる。
【００４４】
またＧｄａｍを除いた全系の軸上色収差波長依存特性曲線に大きな負の傾きを与えることなく、比較的容易に下に凸の曲線とすることができる。以上、軸上色収差の補正について説明した。
【００４５】
（倍率色収差の補正）
次に倍率色収差の補正について説明する。通常テレフォトタイプの光学系では、式（ｄ）の倍率色収差係数波長依存特性において、第１項の前群ＬＦの倍率色収差係数波長依存特性は、全体の傾きが正で、下に比較的強い凸の傾向を示す。一方、第２項の後群ＬＲの倍率色収差係数波長依存特性は、全体の傾きが負で、上に凸の傾向を示し、結果的に全系として前群ＬＦの特性がやや残り、全体の傾きが正で、下に凸の倍率色収差係数波長依存特性を示す。前述の軸上色収差補正のために前群ＬＦに導入されたＧｄａｍの倍率色収差係数は、
ＴＧｄａｍ（λ）＝ｈＧｐ（λ０）  ＨＧｐ（λ０）＊｛φＧｄｏｅ（λ０）／νＧｄｏｅ（λ）  ＋    φＧａｎｍ（λ０）／νＧａｎｍ（λ）｝−−−−−−−−（ｆ）
である。（ｆ）式において、右辺の第１項は回折光学素子の回折光学部１０２の倍率色収差係数を、右辺の第２項は回折光学素子の屈折光学部１０３の倍率色収差係数を各々表している。軸上色収差係数に関する説明部分より、ｈＧｐ（λ０）＞０、ＨＧｐ（λ０）＜０で、回折光学部のφＧｄｏｅ（λ０）／νＧｄｏｅ（λ）＜０、φＧａｎｍ（λ０）／νＧａｎｍ（λ）＜０となので、全体の傾きが負で、下に凸の曲線となる。これによって、（ｄ）式の倍率色収差係数波長依存特性曲線の全体の傾き成分をキャンセルすることができる。
【００４６】
このとき、曲がり成分に関しては助長する方向となるが、前述した軸上色収差の補正に際し、前群ＬＦを構成する正レンズを高分散寄り（分散特性の曲がりが大きい）硝材、負レンズを低分散寄り（分散特性の曲がりが小さい）硝材にすればよい。それにより回折光学素子Ｇｄａｍを除いた全系の倍率色収差波長依存特性曲線は、大きな正の傾きを持った上に凸の曲線となり、曲がり成分も同時にキャンセルされることになる。硝材の変更で大きくずれた全体の傾きも、前述した軸上色収差の補正に際し、再度Ｇｄａｍの屈折力φＧＩｄａｍ（λ０）を負の方向へ変位させたことで補正される。
【００４７】
以上、回折光学素子Ｇｄａｍに適切な屈折力を与え、前群Ｇｐに導入することで、軸上色収差と倍率色収差を同時に補正できることを説明した。
【００４８】
（回折光学部の必要条件）
以上の説明を踏まえて、残りの条件式（１）、（２）について説明する。前記条件式（１）は、回折光学素子Ｌｄａｍの配置箇所を規定する条件式である。ここで、条件式（１）の説明を分かり易くする為に、図３を用いて説明する。図３において、横軸はレンズ面番号、縦軸は近軸追跡値であり、軸上近軸光線ｈと瞳近軸光線ｈｂが併記してある。前記図３より、本実施形態の超望遠レンズは、軸上近軸光線ｈはレンズ面番号が増す（光線が物体側から像面側に向かう）に連れて、徐々に低くなっていくことが分かる。
【００４９】
一方、瞳近軸光線は入射瞳位置（図中のレンズ面番号１５の開口絞り位置）で０になリ、レンズ面番号が増す（光線が物体側から像面側に向かう）に連れて、負の値から正の値に変化している。上記説明より、本実施形態では、軸上近軸光線ｈと瞳近軸光線ｈｂの通過する位置が比較的高い物体側から数えて２番目のレンズ位置（レンズ面番号４）に、回折光学素子Ｌｄａｍを配置することで、軸上及び倍率色収差の補正を同時に行っている。
【００５０】
前記条件式（１）において、上限値を超えると、前記回折光学素子Ｌｄａｍを配置する箇所が最も物体側のレンズ面となり、埃や外部の熱等の影響を受け易くなり、耐環境性上好ましくない。また回折光学素子の配置が物体側に近づく程、撮影画角外にある太陽光等の強い光が直接回折光学素子に当たり易くなる為、それによって発生するフレアが画質劣化につながるので、好ましくない（これについては後述する）。一方、下限値を超えると、回折光学素子Ｌｄａｍの配置箇所が開口絞り近傍に近くなり過ぎるため、色収差の補正効果が薄れてしまうので、好ましくない。
【００５１】
更に好ましくは、以下の条件式の範囲にあると、色収差の補正効果がより得られるので望ましい。
【００５２】
０．６＜｜ｈ｜＜１．０    −−−−−−−−−−−−−−−−−−（１−ａ）
次に、前記条件式（２）は、回折光学素子の回折光学部の回折面における焦点距離と光学系全系の焦点距離の関係を規定する条件式である。ここで、回折光学部の回折面における焦点距離ｆｄｏｅとは、光学系における位相係数Ｃ１、設計回折次数ｍ、設計波長λ０、任意の波長λとした際、ｆｄｏｅ  ＝  −１／（２＊ｍ＊Ｃ１＊λ／λ０）を満足する値である。条件式（２）の上限値を超えると、前記回折面の屈折力が強くなり過ぎ、格子ピッチが細かくなり、後述するように不要回折光によるフレアがより劣化する方向にあるので好ましくない。
【００５３】
一方、下限値を超えると、前記回折面の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の色収差の効果が得られなくなるので好ましくない。また本実施形態の回折光学素子は、回折面を有した回折光学部と異常部分分散特性を有した固体材料から成る屈折光学部で構成されているので、回折面の屈折力が弱くなり過ぎると、屈折光学部の厚さが厚くなるので好ましくない。
【００５４】
（回折光学部の屈折力とフレア）
ここで、回折光学部の回折面の屈折力とフレア、特に撮影画角外にある太陽光等の強い光が直接回折光学素子に当たることによって発生するフレアとの関係について説明する。上述したように、回折面の屈折力（焦点距離）はｆｄｏｅ＝−１／（２＊ｍ＊Ｃ１＊λ／λ０）より、位相係数Ｃ１により算出される。また回折面の位相形状ψは、回折光の回折次数をｍ、設計波長をλ０、光軸に対して垂直方向の高さをｒ、位相係数をＣｉ（ｉ＝１，２，３…）としたとき、次式（ｇ）によって表される。
【００５５】
ψ（ｒ、  ｍ）  ＝  （２π／ｍλ０）＊（Ｃ１＊ｒ＾２＋Ｃ２＊ｒ＾４＋Ｃ３＊ｒ＾６＋…）  −−−−−−−（ｇ）
（ｇ）式より、回折面における光軸に対して垂直方向で位相が設計波長の整数倍になる位置、つまり各回折格子の格子ピッチが算出される。一般的に、回折面の屈折力が強くなる程、回折格子の格子ピッチが細かくなる傾向にある。
【００５６】
次に、撮影画角外にある太陽光等の強い光が直接回折光学素子に当たることによって発生するフレアについて、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態と同仕様の光学系におけるフレアの発生の具合を説明する模式図である。図６において、最も物体側にある接合レンズが回折光学素子であり、Ｓが開口絞り、ＩＰが像面である。撮影画角外から太陽光等の強い光が回折光学素子に角度ωで入射すると、前記回折光学素子の回折面で設計次数以外の回折次数の光（不要回折次数光）が発生し、その不要回折次数光がその後のレンズ群や開口絞りＳを通過し、最終的には像面ＩＰに到達する。
【００５７】
この像面ＩＰに到達する不要回折次数光がフレアとなる。この不要回折次数光は、各回折次数によってエネルギーが異なる。このエネルギーの割合を示すのが回折効率であり、全透過光束の光量に対する各次数での回折光の光量の割合で規定される。通常撮影光に使用されるのは１次光であり、１次光の回折効率が１００％に近づくことが、不要な回折次数光が低減されることを意味するので望ましい。
【００５８】
（フレアと回折効率）
次に、図６のフレア発生状況を想定した回折効率について、図７を用いて説明する。まず想定する回折光学素子の構成として、異なる材料から成る２つの回折格子が互いの回折面で密着接合した回折光学素子（密着２層ＤＯＥ）を前提としている。この回折光学素子の構成については、後程説明する。ここでは、第１の回折格子にアクリル系樹脂材料（ｎｄ＝１．５２２、νｄ＝５１．３）を、第２の回折格子にはフッ素系樹脂にＩＴＯ微粒子を混合した材料（ｎｄ＝１．４８０、νｄ＝２１．３）を用いている。
【００５９】
この時、第１及び第２の回折格子にて共通の格子厚は１３．９μｍである。この回折光学素子に、図６のような撮影画角外光を想定し、入射角度ω＝１０ｄｅｇで入射させた場合の回折効率を考える。尚、回折効率効率の計算には厳密結合波解析（ＲＣＷＡ：Ｒｅｇｏｒｏｕｓ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｗａｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いた。図７は、例として挙げた密着２層ＤＯＥの回折効率の格子ピッチ依存を示している。
【００６０】
図７において、横軸は回折光学素子より射出する回折次数光に相当する回折角度（ｄｅｇ）を、縦軸は回折効率（％）を各々表しており、格子ピッチを８０、１００、１５０μｍと変化させた場合の結果を示している。図６のような超望遠光学系を想定した場合、射出回折角が０ｄｅｇ付近の不要回折光が像面に到達することが分かっているので、その部分の回折効率を比較する。図７より、格子ピッチが細かくなる程、０ｄｅｇ付近の不要回折光の回折効率が上昇していることが分かる。
【００６１】
図７で、他の格子ピッチの結果を掲載していないが、格子ピッチを細かくすればする程、像面に到達する射出回折角０ｄｅｇ付近の不要回折光が多くなる傾向にある。即ち、回折光学部の回折面の屈折力を強める程、特に撮影画角外にある太陽光等の強い光が直接回折光学素子に当たることによって発生する不要回折光がフレアとなって像面に到達することを意味している。
【００６２】
よって、回折面を有した回折光学部と、異常部分分散特性を有した固体材料から成る屈折光学部を備える回折光学素子において、フレアが低減できるように回折光学部の回折面の屈折力を緩和させることが好ましい。好ましくは、前記条件式（２）は以下の範囲にあると、フレアの抑制上より効果がある。
【００６３】
０．０１５＜｜ｆ／ｆｄｏｅ｜＜０．０５−−−−−−−−−−−−（２−ａ）
（屈折光学部の非球面形状）
本実施形態では、回折光学素子が元来有する色収差を減ずる効果と非球面レンズ的な効果を、本発明の回折光学素子内の他の光学要素で夫々分担させることで、回折光学部の屈折力を緩和させ、不要回折光によるフレアを抑制する。前者については、上述した異常部分分散特性を有した固体材料から成る屈折光学部で分担させる。また後者については、以下に述べる所定光学面の非球面形状で分担させる。
【００６４】
即ち、本実施形態では、前述した条件式（１）乃至（４）を満足した上で、以下の条件式（５）以降も満足することを特徴としている。先ず条件式（５）は、回折光学素子の屈折光学部の空気と面している光学面１０５の非球面形状を規定する条件式である。Ｒを近軸曲率半径、ｒを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｋを円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…を各次数の非球面係数とする。
【００６５】
Δｄｂ＝（（１／Ｒ）＊ｒ２／（１＋√（１−（１＋ｋ）＊（ｒ／Ｒ）２））＋Ｂ＊ｒ４＋Ｃ＊ｒ６＋Ｄ＊ｒ８＋Ｅ＊ｒ１０＋…）-（（１／Ｒ）＊ｒ２／（１＋√（１−（ｒ／Ｒ）２））とした時、以下の式（５）を満足するようにする。
【００６６】
０．０１＜｜Δｄｂ＿ｍａｘ／ｄａｎｍ｜＜０．５０−−−−−−−−−−（５）
ここで、Δｄｂは上式で定義される非球面成分量を、Δｄｂ＿ｍａｘはΔｄｂで定義される非球面形状を設けた光学面において、その光学面を通過する光線の有効半径内での最大非球面成分量を表している。また、ｄａｎｍは回折光学素子の屈折光学部の光軸上での厚さを各々表している。この関係を視覚化及びグラフ化したのが、図１（ｂ）及び図８である。図１（ｂ）より、本実施形態では、最も像面側（図中紙面右側）の光学面１０５に、より曲率がきつくなる方向に非球面成分Δｄｂが付加されている。
【００６７】
図８は、その関係をグラフ化したものであり、横軸に径方向の高さ（光軸に対して垂直方向の半径（ｍｍ））を、縦軸に非球面成分量（ｍｍ）を表している。尚、縦軸の非球面成分量はΔｄｂの式で定義される量であり、符号が＋で非球面成分が基準となる曲率に対し付加される方向で、符号が―で非球面成分が除去される方向である。図８から分かるように、本実施形態では、基準となる曲率に対し非球面成分が付加される方向で、且つ径方向の高さが増すにつれて非球面成分量も増加している。その値の光線有効径内での最大値Δｄｂ＿ｍａｘは、径方向の高さ約４０ｍｍでΔｄｂ＿ｍａｘ＝＋０．２４８（ｍｍ）である。
【００６８】
条件式（５）において、上限値を超えると、径方向の非球面成分量が更に増す方向にあるので、吸水等の耐環境性の観点から好ましくない。一方、条件式（５）の下限値を超えると、所望とする球面収差をはじめとする諸収差の光学性能が得られず、光学系全系の小型軽量化が達成できなくなるので好ましくない。光学系全系の小型軽量化と素子成形の両立の観点から、更に以下の条件式の範囲にあることが望ましい。
【００６９】
０．０５＜｜Δｄｂ＿ｍａｘ／ｄａｎｍ｜＜０．２０−−−−−−−−−（５−ａ）
次に条件式（６）は、回折光学素子の屈折光学部の焦点距離と光学系全系の焦点距離の関係を規定する条件式である。本実施形態に係る光学系において、回折光学素子の屈折光学部１０３の焦点距離をｆａｎｍとした際、以下の条件式（６）を満足している。
【００７０】
０．２＜｜ｆａｎｍ／ｆ｜＜５．０  −−−−−−−−−−−−−−−  （６）
条件式（６）の上限値を超えると、屈折光学部１０３の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の光学性能、特に色収差補正効果が得られなくなり、好ましくない。また回折光学素子全体で考えた場合、回折光学部１０２の屈折力も弱めることができなくなるので、フレア低減の観点からも好ましくない。一方、条件式（６）の下限値を超えると、屈折光学部１０３の屈折力が強くなり過ぎ、屈折光学部１０３の厚さ自体も厚くする方向にあり、成形上及び透過率低下の懸念があるので好ましくない。光学系全系での光学性能向上と素子部分の成形性向上の両立の観点から、更にに好ましくは、以下の条件式の範囲内にあることである。
【００７１】
０．４＜｜ｆａｎｍ／ｆ｜＜４．０      −−−−−−−−−−−−−−  （６−ａ）
以上述べた通り、条件式（１）乃至（６）を満足した回折光学素子を用いた光学系にすることで、光学系全系が小型軽量でありながら、色収差をはじめとした諸収差が良好に補正された光学系を達成できる。
【００７２】
（使用波長全域における回折光学部の回折効率）
次に、回折光学素子の回折光学部について、条件式（７）から（１５）を用いながら説明する。本実施形態で、回折光学素子の回折光学部１０２に入射させる光の波長領域、即ち使用波長領域は可視領域であり、第１及び第２の回折格子１、２を構成する材料及び格子厚は、可視領域全域で設計次数である１次回折光の回折効率を高くするように選択される。ここで、本実施形態に係る回折光学素子の回折光学部１０２の回折効率について説明する。
【００７３】
その原理は、基本的には複数の回折格子が１つの層の上に並んだ単層型ＤＯＥ（単層型回折光学素子）の原理と同じであり、全層を通して１つの回折光学素子として作用させることを考える。各層を構成する材料の境界に形成された回折格子の山と谷での光学光路長差を求め、この光学光路長差を全回折格子にわたって加算する。そして、この加算した光学光路長差が、波長の整数倍になるように格子形状の寸法を決定する。したがって、図１（ｂ）に示した回折光学素子の回折光学部１０２において、設計波長がλ０の場合に、ｍ次回折光の回折効率が最大になる条件は次のようになる。
【００７４】
±（ｎ０１ - ｎ０２）＊ｄｈ  ＝  ｍ＊λ０  −−−−−（ｈ）
ここで、ｎ０１は第１の回折格子１を形成する材料の波長λ０の光に対する屈折率であり、ｎ０２は第２の回折格子２を形成する材料の波長λ０の光に対する屈折率である。また、ｄｈは回折格子１（＝２）の格子厚である。
【００７５】
図１（ｂ）の０次回折光から下向き（光軸Ｏに向かう向き）に回折する光の回折次数を正の回折次数、０次回折光から上向きに回折する光の回折次数を負の回折次数とすると、上記（ｈ）式での左辺の括弧前の加減の符号は次のようになる。図中の第１の回折格子１に着目して、上から下に格子厚が増加する格子形状を持つ回折格子の場合は正となり、逆に上から下に格子厚が減少する格子形状を持つ回折格子の場合は負となる。図１（ｂ）に示す構成において、設計波長λ０以外の波長λでの回折効率η（λ）は下記の式で表すことができる。
【００７６】
η（λ）＝ｓｉｎｃ２（π＊（ｍ-（±（ｎ１（λ）- ｎ２（λ））＊ｄｈ／λ）））
＝ｓｉｎｃ２（π＊（ｍ＊φ（λ）／λ））−−−−−−−−−（ｉ）
φ（λ）＝±（ｎ１（λ）- ｎ２（λ））＊ｄｈ−−−−−−−（ｊ）
ここで、ｍは回折次数、ｎ１（λ）は第１の回折格子１を形成する材料の波長λでの屈折率、ｎ２（λ）は第２の回折格子２を形成する材料の波長λでの屈折率、ｄｈは第１及び第２の回折格子１、２の共通の格子厚である。また、ｓｉｎｃ２（ｘ）＝（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ）２で表される関数である。
【００７７】
次に、本実施形態の回折光学素子の回折光学部１０２において、高い回折効率を得るための条件について説明する。使用波長全域に渡って高い回折効率を得るためには、上記（ｉ）式で表される値η（λ）が全ての使用波長に対して、１に近づけばよい。言い換えれば、設計次数ｍでの回折効率を高めるには、上記（ｉ）式中のφ（λ）／λがｍに近づけばよいことになる。例えば、設計次数ｍを１次とした際、φ（λ）／λが１に近づけばよいわけである。
【００７８】
更に、格子形状から得られる光学光路長差φ（λ）は、上記関係から波長λに比例して線形に変化していく、すなわち上記（ｊ）式の右辺の項が線形性を有することが必要となってくる。即ち、第１の回折格子１を形成する材料の波長による屈折率の変化に対する第２の回折格子２を形成する材料の波長による屈折率の変化率が、全使用波長域で一定の比率であることが必要となってくる。上述した関係を満足する構成として、本実施形態を例に挙げ説明する。
【００７９】
図１（ｂ）に示した回折光学部１０２において、本実施形態では第１の回折格子１にはアクリル系樹脂にＺｒＯ２微粒子を混合した材料（ｎｄ＝１．５５２、νｄ＝４９．１、θｇＦ＝０．５７８）を用いる。また、第２の回折格子２にはフッ素系樹脂にＩＴＯ微粒子を混合した材料（ｎｄ＝１．４９５、νｄ＝１８．７、θｇＦ＝０．４０１）を用いる。この時、第１及び第２の回折格子にて共通の格子厚は１０．２μｍである。本実施形態では、このような材料の組合せを用いたが、以下で説明する条件式（７）から（１５）を満足すれば、これに限るものではない。
【００８０】
図９に、本実施形態での回折光学部１０２の設計次数である１次回折光と設計次数±１次光（０次光と２次光）の回折効率の波長特性を併せて示している。尚、図９にて、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は回折効率（％）であり、１次光については左縦軸のスケールを、０、２次光については右縦軸のスケールを参照する。図９より、１次光の回折効率は可視域全域で９９％以上得られ、それに伴い不要回折次数（０次光及び２次光）の回折効率も０．２％以下と、十分に抑制されていることが分かる。
【００８１】
またここでは、不要次数光の回折効率のついては、設計次数±１次である０次光と２次光についてのみ対象としているが、これは設計次数から離れた回折次数ほどフレアに寄与する割合が少ないためである。つまり、０次と２次の回折次数のフレア光が低減されれば、それ以外の回折次数によるフレア光も同様に影響を低減できるからである。
【００８２】
このことは、一つには特定の設計次数の光が主に回折するように設計された回折光学素子は、設計次数から離れた次数にいくに従って、回折効率は低下している傾向にあることに起因する。更には、及び設計次数から離れた回折次数ほど、結像面でのボケが大きくフレアとして目立たなくなってくることに起因している。
【００８３】
次に、本実施形態に係る回折光学部１０２の１次回折効率が９９％以上と高くなる理由について、条件式（７）から（１５）を用いて説明する。回折光学部１０２において、フラウンホーファー線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線の波長をλｇ、λＦ、λｄ、λＣ、回折格子１、２のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線の波長における屈折率をｎ１ｇ、ｎ２ｇ、ｎ１Ｆ、ｎ２Ｆ、ｎ１ｄ、ｎ２ｄ、ｎ１Ｃ、ｎ２Ｃとする。回折格子の格子厚をｄｈ、回折格子の格子ピッチをＰとする。
【００８４】
更に、設計次数近傍のＭ次の回折光に対する回折格子の凸部と凹部での光路長の差を各波長で除した値を、各々以下のようにする。即ち、Ｍ（λｇ）＝｛ｄｈ×（ｎ１ｇ−ｎ２ｇ）｝／λｇ、Ｍ（λＦ）＝｛ｄｈ×（ｎ１Ｆ−ｎ２Ｆ）｝／λＦ、Ｍ（λｄ）＝｛ｄｈ×（ｎ１ｄ−ｎ２ｄ）｝／λｄ、Ｍ（λＣ）＝｛ｄｈ×（ｎ１Ｃ−ｎ２Ｃ）｝／λＣとする際、条件式（７）乃至（１５）を満足する。
【００８５】
１．５≦ｎ１ｄ≦１．８−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（７）
４０≦νｄ１＝（ｎ１ｄ＊１）／（ｎ１Ｆ＊ｎ１Ｃ）≦８０−−−−−−−（８）
θ１ｇＦ＝（ｎ１ｇ＊ｎ１Ｆ）／（ｎ１Ｆ＊ｎ１Ｃ）とし、Δθ１ｇＦ＝θ１ｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ１３＋５．２１３×１０−５×νｄ１２−５．６５６×１０−３×νｄ１＋０．７２７８）とした時、以下の式を満足する。
−０．０５＜Δθ１ｇＦ＜０．０５−−−−−−−−−−−−−−−−−（９）
１．３≦ｎ２ｄ≦１．６−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１０）
５≦νｄ２＝（ｎ２ｄ＊１）／（ｎ２Ｆ＊ｎ２Ｃ）≦３０−−−−−−−−（１１）
θ２ｇＦ＝（ｎ２ｇ＊ｎ２Ｆ）／（ｎ２Ｆ＊ｎ２Ｃ）とし、Δθ２ｇＦ＝θ２ｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ２３＋５．２１３×１０−５×νｄ２２−５．６５６×１０−３×νｄ２＋０．７２７８）とした時、以下の式を満足する。
【００８６】
−０．５０＜Δθ２ｇＦ＜−０．０２−−−−−−−−−−−−−−−−（１２）
０．０１＜ｎ１ｄ＊ｎ２ｄ＜０．５−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１３）
０．０１＜ｄｈ／ｐ≦０．１−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１４）
０．９２≦｛Ｍ（λｇ）＋Ｍ（λＦ）＋Ｍ（λｄ）＋Ｍ（λＣ）｝／（４＊Ｍ）≦１．０８        −−−−−−−−−−−−−−  （１５）
上記条件式（７）から（１５）は、本実施形態の回折光学素子の回折光学部１０２において、設計次数の回折効率を高くするための、回折格子１、２の材料範囲とその条件を規定した条件式である。
【００８７】
ここで、各条件式の関係をイメージし易くするため、図１０、図１１を用いて説明することにする。図１０はｎｄとνｄの関係を、図１１はθｇＦとνｄの関係を各々表しており、縦軸は各々ｎｄ、θｇＦであり、横軸は全てνｄである。
【００８８】
まず図１０と前記条件式（７）、（８）、（１０）、（１１）については、本実施形態の回折光学部が成立するための各回折格子１、２の材料のｎｄ及びνｄの範囲を規定している。図１０から分かるように、第１の回折格子１の存在範囲は一般の硝子と変わらないが、第２の回折格子２の存在範囲がかなりνｄの値が小、つまり高分散であることが分かる。条件式（７）、（８）、（１０）、（１１）の範囲内を超えると、本実施形態の回折光学部の構成（密着２層型）で所望の性能が得られなくなるので、好ましくない。
【００８９】
次に図１１と前記条件式（８）、（９）、（１１）、（１２）については、図１０に関する上述したものと同様に、本実施形態の回折光学部を達成するための各回折格子１、２の材料のθｇＦとνｄの範囲を規定している。この関係は前記条件式（７）、（８）、（１０）、（１１）を満足した上で成り立たなくてはならない。図１１から分かるように、第１の回折格子１の存在範囲は一般の硝子より少し上側にずれ、第２の回折格子２の存在範囲は一般の硝子よりかなり下側にずれていることが分かる。即ち、回折格子１の材料は一般の硝材よりやや高部分分散比で、回折格子２の材料は一般の硝材よりかなり低部分分散比であることを意味している。
【００９０】
条件式（８）、（９）、（１１）、（１２）の範囲内を超えると、特に短波長側の回折効率が劣化するので、好ましくない。また回折光学部の格子厚が厚くなり、特に斜入射時の回折効率劣化につながるので、好ましくない。
【００９１】
次に、本実施形態の回折光学部で用いた各回折格子１、２の材料の屈折率波長特性を図１２に示す。尚、図１２において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は屈折率を各々表している。図１２より、回折格子１の材料特性は短波長になる程曲線の傾きがきつくなるのに対し、回折格子２の材料特性は波長の変化に対する屈折率の変化がほぼ一定であることが分かる。これは図１２の前記条件式（８）、（９）、（１１）、（１２）の関係を如実に表しており、回折格子１の材料はやや高部分分散比で、回折格子２の材料はかなり低部分分散比であることを示している。
【００９２】
前記（ｊ）式の部分の説明で、設計次数の回折効率を１００％にする条件として、第１の回折格子１を形成する材料の波長による屈折率の変化に対する第２の回折格子２を形成する材料の波長による屈折率の変化率が、全使用波長域で一定の比率であると述べた。これの条件を本実施形態はほぼ満足しているので、可視波長で高い回折効率を実現可能である。更に、前記回折光学部の高い回折効率を維持するためには、以下の条件式の範囲であることが望ましい。
【００９３】
１．５≦ｎ１ｄ≦１．７−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（７−ａ）
４０≦νｄ１＝（ｎ１ｄ＊１）／（ｎ１Ｆ＊ｎ１Ｃ）≦６５−−−−−（８−ａ）
−０．０３＜Δθ１ｇＦ＜０．０３−−−−−−−−−−−−−−−（９−ａ）
１．４≦ｎ２ｄ≦１．５５−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１０−ａ）
１０≦νｄ２＝（ｎ２ｄ＊１）／（ｎ２Ｆ＊ｎ２Ｃ）≦２５−−−−−（１１−ａ）
−０．３０＜Δθ２ｇＦ＜−０．０５−−−−−−−−−−−−−−（１２−ａ）
０．０１＜ｎ１ｄ＊ｎ２ｄ＜０．２−−−−−−−−−−−−−−−−（１３−ａ）
上記条件式（７）から（１３）を満足した上で、以下の条件式（１４）、（１５）を満足しなければならない。
【００９４】
０．０１＜ｄｈ／ｐ≦０．１−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１４）
０．９２≦｛Ｍ（λｇ）＋Ｍ（λＦ）＋Ｍ（λｄ）＋Ｍ（λＣ）｝／（４＊Ｍ）≦１．０８        −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１５）
条件式（１４）は、本実施形態に係る回折光学部の回折格子の格子ピッチｐに対する格子厚の範囲を規定する条件式である。一方、条件式（１５）は、本実施形態に係る回折光学部の回折効率波長特性の範囲を規定する条件式である。条件式（１４）において、上限値を超えると、回折格子の格子ピッチに対する格子厚が高くなりすぎ、所望の回折効率、特に斜入射時の回折効率の劣化が増すので、好ましくない。
【００９５】
また回折格子の格子ピッチが細かくなりすぎ作製も困難になるので、好ましくない。一方、下限値を超えると、回折格子の格子ピッチが広くなり過ぎ、回折作用の効果が薄れ、所望の光学性能が得られなくなるので、好ましくない。また条件式（１５）において、条件式の範囲外になると、可視波長全域で所望な回折効率が得られず、不要な回折次数のフレアが発生してしまうため好ましくない。更に、回折光学部の高い回折効率を維持するためには、以下の条件式の範囲であることが望ましい。
【００９６】
０．０１＜ｄｈ／ｐ≦０．０８−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１４−ａ）
０．９５≦｛Ｍ（λｇ）＋Ｍ（λＦ）＋Ｍ（λｄ）＋Ｍ（λＣ）｝／（４＊Ｍ）≦１．０５        −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（１５−ａ）
回折光学部の回折格子１、２の材料特性を得るためには、次のようにする。回折格子１の材料はＡｌ、Ｚｒ、Ｙ及びその酸化物、複合物、混合物のいずれかの無機微粒子をアクリル系の樹脂材料に、所望の材料特性になるように混合調整する。一方、回折格子２の材料はＩＴＯやＴｉ、Ｎｒ、Ｃｒ及びその酸化物、複合物、混合物のいずれかの無機微粒子をフッ素系樹脂材料に、所望の材料特性になるように混合調整することによって実現できる。
【００９７】
（回折光学素子の作製方法）
最後に、本実施形態の回折光学素子１０１の作製方法について、図１３を用いてその一例を簡単に示す。まず、ガラス基板上に第１の回折格子１を型２０２を用いて照射成形する（図１３（ａ））。この時、型２０２の回折格子１との境界面には、所望の回折格子形状が形成されている（図中不図示）。次に、型２０２を回折格子１から離型して、回折格子１上に回折格子２の材料を滴下して、型２０３を用いて回折光学部１０２を作製する（図１３（ｂ））。この時、型２０３の境界面の曲率は、回折格子２の回折面の曲率と略同じにしておく。
【００９８】
最後に、型２０３を離型し、回折光学部１０２のガラス基板側でない光学面に、所望の材料特性と有した固体材料から成る屈折光学部１０３を、型２０４を用いて照射成形する（図１３（ｃ））。この時、型２０４の屈折光学部１０３の境界面は、所望な非球面形状が形成されている。最後に型２０４を離型して、本実施形態の回折光学素子が完成する。
【００９９】
以上のように述べてきたが、本発明はこの作製法によって作製されるものに限られない。本実施形態における回折光学素子の他の製法としては、バイナリオプティクス形状をフォトレジストにより直接レンズ表面に成形する方法等がある。これまで説明した実施形態では、図１（ｂ）のように、レンズの凸面や凹面等の曲面表面に回折部を設けた形状で説明したが、平面形状であっても本実施形態で説明したのと同様の効果を得ることができる。また本実施形態では、設計次数が１である所謂１次回折光を用いた回折光学素子について説明したが、設計次数は１に限定されるものではない。
【０１００】
２次や３次等の１次の回折次数とは異なる回折光であっても、各回折格子１、２における光学光路長差の合成値を、所望の設計次数で所望の設計波長となるように設定すれば、本実施形態と同様な効果が得られる。
【０１０１】
以上のように、図１（ａ）、（ｂ）に示したようなレンズ構成及び回折光学素子の素子形態にし、前記各条件式（１）から（１５）を満足するようにする。これにより、光学系自体が小型軽量化でありながら、色収差をはじめとした諸収差も補正された撮影光学系が実現できる。またその際、撮影光以外の不要回折光によるフレアを低減できる。
【０１０２】
本実施形態によれば、光学系中の開口絞りより物体側に、異常部分分散特性を有する固体材料から成る屈折光学部を密着配置した回折光学素子を適切な屈折力で配置することによって、光学系自体が小型軽量で諸収差も補正された光学系を提供することができる。またその際、撮影光以外の不要回折光によるフレアを低減できる。
【０１０３】
《第２の実施形態》
本実施形態も、超望遠レンズ（焦点距離４００ｍｍ、Ｆｎｏ４．０）であり、図１４（ａ）に物体距離無限遠におけるレンズ断面図を示している。また回折光学素子Ｌｄａｍの素子構成を図１４（ｂ）に示した。基本的な構成及び発明の思想は、第１の実施形態と同じため、異なる部分についてのみ以下に説明する。
【０１０４】
本実施形態に係る回折光学素子Ｌｄａｍは最も物体側にあるレンズであり、これは第１の実施形態で説明した、テレフォトタイプ光学系の軸上及び倍率色収差の連立解より、他の例を示している。両色収差の補正上は最も効果のある位置である。また図１４（ｂ）より、前記回折光学素子Ｌｄａｍの素子構成において異なる部分は、径方向の非球面成分量であり、光線有効径内での最大値Δｄｂ＿ｍａｘが、径方向の高さ約４７ｍｍでΔｄｂ＿ｍａｘ＝＋０．２２１（ｍｍ）である点である。また本実施形態の収差図を図１５に示した。図１５より、各収差とも良好に補正されていることが分かる。
【０１０５】
以上のように、図１４、図１５に示したようなレンズ構成及び回折光学素子の素子形態にし、各条件式（１）乃至（１５）を満足するようにすれば、光学系自体が小型軽量化でありながら、色収差をはじめとした諸収差も補正された撮影光学系が実現できる。またその際、撮影光以外の不要回折光によるフレアを低減できる。
【０１０６】
（数値実施形態）
次に数値実施形態について説明する。各数値実施形態において、ｒｉは物体側より第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目の基準状態の軸上面間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材のｄ線における屈折率とアッべ数を各々表している。また、ＢＦはバックフォーカスである。また各実施形態の回折光学面の位相形状ψは、回折光の回折次数をｍ、設計波長をλ０、光軸に対して垂直方向の高さをｒ、位相係数をＣｉ（ｉ＝１、２、３…）としたとき、次式によって表される。
【０１０７】
ψ（ｒ、ｍ）＝（２π／ｍλ０）＊（Ｃ１＊ｒ＾２＋Ｃ２＊ｒ＾４＋Ｃ３＊ｒ＾６＋…）
更に、非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｒを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…を各次数の非球面係数とした時、次式によって表される。
【０１０８】
【数２】
2013064858.tif 000004
【０１０９】
（数値実施例１）
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        103.443   12.58   1.48749    70.2       95.25
2        682.412   15.00                         94.39
3         64.475    9.01   1.48749    70.2       82.35
4        107.769    0.03   1.55184    49.1       80.78
5(回折)  107.739    0.03   1.49515    18.7       80.75
6        107.709    2.20   1.63555    22.7       80.73
7*       127.969    7.00                         79.94
8         42.722    9.03   1.43387    95.1       66.26
9         63.502    0.15                         63.89
10         47.420    5.00   1.84666    23.8       60.69
11         30.914  (可変)                         50.56
12        108.606    1.80   1.80000    29.8       35.18
13         24.091    4.96   1.80809    22.8       31.93
14         42.619  (可変)                         30.99
15(絞り)    ∞       0.15                         23.04
16         44.998    4.37   1.43387    95.1       23.32
17        -65.820    2.08   1.84666    23.8       23.23
18       -153.409    1.92                         23.35
19        -89.454    1.80   1.88300    40.8       26.28
20         33.693   13.00   1.68893    31.1       26.91
21        -33.565    0.50                         28.53
22        -40.429    1.80   1.88300    40.8       28.24
23         71.528    1.74                         29.50
24         52.398    8.51   1.72151    29.2       28.40
25        -24.165    1.40   1.80809    22.8       28.77
26         89.223    4.05                         30.75
27        -48.755    1.80   1.59282    68.6       30.92
28         63.474    8.86   1.67270    32.1       36.35
29        -42.321    0.15                         37.60
30        127.241    4.55   1.65412    39.7       40.75
31       -191.324    2.42                         41.05
32          ∞       2.20   1.51633    64.1       41.52
33          ∞     (可変)                         41.71
像面        ∞   
非球面データ
第５面（回折面）
C1=-3.69695e-005  C2=-3.94430e-009  C3= 3.48364e-012  C4=-2.04075e-015  
C5= 4.29802e-019  
第７面
K = 1.65526e+000  A4=-6.03995e-009  A6=-1.25921e-011  A8= 2.88737e-015  A10=-9.96150e-019  
各種データ
焦点距離     392.12  
Ｆナンバー      4.12  
画角           3.16  
像高          21.64  
レンズ全長   262.14  
ＢＦ          69.97  
【０１１０】
（数値実施例２）
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         92.617   12.53   1.48749    70.2       95.25
2        343.518    0.03   1.55184    49.1       94.27
3(回折)  343.489    0.03   1.49515    18.7       94.26
4        343.461    3.11   1.63555    22.7       94.25
5*       635.945    0.15                         93.57
6         69.921    9.63   1.48749    70.2       86.95
7        124.613    5.42                         85.31
8         45.567    9.69   1.43387    95.1       71.95
9         60.992    0.15                         68.58
10         49.537    5.00   1.84666    23.8       65.91
11         33.274  (可変)                         55.30
12        114.393    1.80   1.80000    29.8       35.11
13         24.277    9.00   1.80809    22.8       31.99
14         40.933  (可変)                         29.23
15(絞り)    ∞       0.15                         23.04
16         41.402    4.72   1.43387    95.1       23.40
17        -55.816    3.24   1.84666    23.8       23.33
18       -140.266    1.49                         23.58
19        -76.632    1.80   1.88300    40.8       26.55
20         36.677   10.99   1.68893    31.1       27.40
21        -33.346    0.50                         28.75
22        -42.027    1.80   1.88300    40.8       28.49
23         77.260    1.65                         29.80
24         53.240    8.03   1.69895    30.1       28.70
25        -26.966    1.40   1.80809    22.8       29.09
26         77.864    3.67                         31.12
27        -65.464    1.80   1.59282    68.6       31.31
28         57.369    9.29   1.68893    31.1       36.48
29        -41.570    0.15                         37.68
30         79.585    4.10   1.65412    39.7       40.97
31        545.403    2.50                         41.05
32          ∞       2.20   1.51633    64.1       41.31
33          ∞     (可変)                         41.49
像面        ∞   
非球面データ
第３面（回折面）
C1=-2.70457e-005  C2=-2.93455e-010  C3=-3.61642e-013  C4= 2.34170e-016  
C5=-5.55157e-020  
第５面
K = 4.48297e+001  A4= 2.36168e-008  A6=-5.72910e-013  A8=-4.43608e-016  A10= 7.12124e-020  
各種データ
焦点距離     392.13  
Ｆナンバー     4.12  
画角           3.16  
像高          21.64  
レンズ全長   262.14  
ＢＦ          74.92  
下記に、各実施形態における各条件式の値を表1に示す。
【０１１１】
【表１】
2013064858.tif 000005
【０１１２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
ＬＦ・・前群、ＬＲ・・後群、Ｌｄａｍ・・回折光学素子、Ｓ・・開口絞り、１・・第１の回折格子、２・・第２の回折格子、１０２・・回折光学部、１０３・・屈折光学部、１０４・・ガラス基板、１０５・・非球面形状
【図１５】
2013064858.tif 000006
【図１】
2013064858.tif 000007
【図２】
2013064858.tif 000008
【図３】
2013064858.tif 000009
【図４】
2013064858.tif 000010
【図５】
2013064858.tif 000011
【図６】
2013064858.tif 000012
【図７】
2013064858.tif 000013
【図８】
2013064858.tif 000014
【図９】
2013064858.tif 000015
【図１０】
2013064858.tif 000016
【図１１】
2013064858.tif 000017
【図１２】
2013064858.tif 000018
【図１３】
2013064858.tif 000019
【図１４】
2013064858.tif 000020